Nieuw Onderzoek Zet Vraagtekens Bij Classificatie Uranus en Neptunus als 'IJsreuzen'

De traditionele opvatting dat Uranus en Neptunus primair 'ijsreuzen' zijn, opgebouwd uit water, methaan en ammoniak, wordt ter discussie gesteld door een recente studie. Dit onderzoek, gepubliceerd in december 2025 in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics, werpt een nieuw licht op de samenstelling van deze verre planeten. Wetenschappers van de Universiteit van Zürich (UZH), promovendus Luca Morf en professor Ravit Hellel, presenteerden bevindingen die suggereren dat deze buitenste werelden mogelijk een aanzienlijk groter aandeel gesteente bevatten dan voorheen aangenomen. Deze ontdekking is van groot belang voor de modellen die de vorming van planetaire systemen beschrijven, zeker gezien het feit dat de meeste bekende exoplaneten qua omvang vergelijkbaar zijn met Uranus en Neptunus.

Planeten die zich voorbij de gasreuzen in ons zonnestelsel bevinden, werden lange tijd als ijsreuzen gecategoriseerd. Deze indeling berustte echter meer op theoretische aannames dan op een overvloed aan empirische gegevens. De observatie van deze werelden is inherent beperkt; slechts één ruimtevaartuig, Voyager 2, heeft ze bezocht in 1986 en 1989. De onderzoekers van UZH hanteerden een nieuwe, 'compositioneel agnostische' benadering voor hun modellering. Deze methode maakte het mogelijk om duizenden willekeurige dichtheidsprofielen te genereren. Vervolgens werden alleen die profielen geselecteerd die overeenkwamen met de feitelijke metingen van Voyager 2. Dit staat in schril contrast met eerdere modellen, die vaak uitgingen van een strikt gelaagde structuur of leunden op vereenvoudigde empirische profielen.

De best passende samenstellingsmodellen wijzen nu op een overwegend rotsachtige kern voor deze planeten. De analyse toont aan dat de verhouding tussen de massa van gesteente en water bij Uranus bijna tien keer zo hoog kan zijn als bij Neptunus. Dit impliceert een aanzienlijke interne variatie tussen de twee planeten. Deze meer gesteentevolle interpretatie sluit ook aan bij de bekende samenstelling van Pluto, een object uit de Kuipergordel waarvan bekend is dat het voor ongeveer 70 procent uit gesteente en metaal bestaat. Voor Uranus omvat het bereik van aanvaardbare modellen een factor honderd verschil in de verhouding van gesteente tot water, variërend van 0,04 tot bijna 4.

Bovendien bieden de nieuwe modellen een verklaring voor de chaotische, multipolaire magnetische velden die op beide planeten zijn waargenomen. Het team ontdekte dat lagen van 'geïoniseerd water' op verschillende diepten onafhankelijke magnetische dynamo's zouden kunnen genereren. Dit zou de niet-diipolaire geometrieën van de velden kunnen verklaren, in tegenstelling tot het relatief eenvoudige dipoolveld van de Aarde. Professor Hellel merkte op dat de onderzoeksresultaten suggereren dat het magnetische veld van Uranus dieper ontspringt dan dat van Neptunus. De onderzoekers waarschuwen echter dat er nog aanzienlijke onzekerheden blijven bestaan, voornamelijk door het gebrek aan inzicht in hoe materialen zich gedragen onder de extreme interne druk en temperatuur.

Professor Hellel benadrukte dat de huidige gegevens onvoldoende zijn om definitief te kiezen tussen de classificaties van gesteente- of ijsreus; gespecialiseerde missies zijn noodzakelijk om hun ware interne structuren te ontsluiten. Toekomstig onderzoek blijft een topprioriteit voor ruimtevaartorganisaties. NASA's conceptmissie 'Uranus Orbiter and Probe' (UOP) staat hoog op de lijst als een Flagship-klasse missie volgens het Decenniumonderzoek 2023–2032. De verwachte lanceerdatum is echter verschoven naar medio tot eind jaren 2030 vanwege tekorten in de productie van plutonium. China plant ondertussen de Tianwen-4 missie, die een flyby van Uranus omvat, gepland rond maart 2045, na een lancering rond 2030.